作者:沈晓卫 来源:中国科学报 发布时间:2013-2-20
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“认知型”计算机改善人类生活
 
本期话题:认知型计算机
 
话题背景
 
自2006年以来,IBM每年年底都会公布一份“IBM 5 in 5”,列举有望在未来5年内改变人类工作、生活、交流的创新技术。从现在起到2018年,IBM将焦点放在了计算设备的人类感觉上,认为电脑、手机等将在未来5年内陆续拥有触觉、视觉、听觉、味觉、嗅觉等五大感觉。
 
虽然这样的预测听起来令人有些难以置信,但IBM认为,正如10年前人们无法想象高端智能手机、平板电脑在今天深入、广泛的应用一样,我们有理由相信这些前瞻性预测有望成为现实。
 
■沈晓卫
 
让我们设想这样一个世界:计算机具备看、听、触、味、嗅的能力。这曾经是科幻小说中的情节,但这样的世界在未来5年极有可能成为现实。
 
2011年初,IBM 计算机系统Watson与美国老牌益智节目Jeopardy!史上最强的两位答题高手Ken Jennings和Brad Rutter一较高下,并最终以优异的表现打败了人类选手,预示了计算机在理解人类并作出反应方面的强大潜力。Watson具有一个能够与人类回答问题的能力相匹敌的计算系统,拥有足够的速度、精确度和置信度,并且是一个能够使用自然语言回答问题的计算机系统。
 
IBM认为,在下一个计算时代,硬件和软件将获得人脑所具备的、令人震惊的新能力,即学习、适应和感知的能力。这将从根本上改善人们生活、工作和人际交往的方式。IBM将这样一个时代称为认知系统时代。
 
IBM最近这次的5 in 5技术预测正是讨论了关于计算机模仿人类的看、听、触、味、嗅等五感,在大数据感知环境下,如何帮助人类更好地进行认知的话题。尽管这样的预测听起来令人难以置信,但10年前人们也似乎无法想象高端智能手机、平板电脑能在今天如此深入和广泛地应用。因此,我们也有理由相信这些前瞻性预测将有望成为现实。
 
计算机将具备人类五感
 
很快,计算机将能够“看到”。科学家们相信,在未来5年内,系统不仅能够看到和识别可视数据的内容,而且将把像素转化为含义,开始像人类观看和解析图片那样从中理解其意义。
 
在计算机视觉提升方面,未来,“类似人脑”的能力将使计算机能够分析颜色、纹理、材质或边缘信息,并能通过解析图像得出图片的意义。这将对医疗、零售、农业等行业产生深远影响。
 
在医疗领域,解析核磁共振成像(MRI)和CT扫描结果时,图像中至关重要的内容可能极为细微,难以被人眼观察到。能“看”的计算机将从MRI、CT和X光图像中提取细微数据,甚至评估皮肤上斑点的图像。其提供的评估、分析和建议将是医生及时开处方并进行高效治疗的有力工具之一。因此,能够“看到”内容的计算机系统将帮助医生更快、更准确地探测医疗问题。还曾有报告预测,全球医疗诊断影像市场预计到2016年将增至266亿美元,该数字也从某种程度上预示着相关产业的规模前景。
 
公用事业可以利用这项技术更好地管理电网,在发生自然灾害的情况下,分析从无人驾驶的飞行器上安装的摄像头获得的大量视频,以评估受灾最严重的地区,为确定优先救灾顺序而提供建议。
 
计算机将能够“听到”。比如它们能探测到可能有死亡征兆的树木的活动,提示相关人员在树木倒掉之前修剪或者砍伐这些树木,从而保护人们的安全与财产。再比如它们能探测到火灾中风向的改变,帮助消防人员确定后续行动,从而控制火灾。此外,计算机还将能听到并理解对我们至关重要的声音,例如帮助人们区分婴儿在饥饿和不舒适的时候发出的哭声。
 
计算机将拥有触觉。从本质上来讲,触觉是一种物理体验。但是,借助红外线和触觉反馈技术,人们已经开始在游戏行业中模拟触觉,玩家能够在赛车游戏中获得驾驶感受。同样的,一旦计算机拥有触觉,在线购物时,商家将使用触觉技术让客户在购买之前“触摸”商品。购物者在有衣物图像的屏幕上滑动手指,系统就可以模拟出衣物的纹理,使客户感受到衣物的质地。
 
味觉和嗅觉通常是联系在一起的,尤其是对于食物。未来,计算机的定制食物配对能力将使我们感到震惊,因为这种能力将最大程度改善我们喜爱的风味和质地。计算机甚至还能够提供最佳配对建议,最大程度降低我们的饥饿感,并优化可用食物的营养价值。
 
拥有强大嗅觉功能的计算机也可以让人们感觉更安全,例如计算机可以探测到全球主要城市的空气污染等级。此外,计算机也可以安放在艺术馆中,嗅出人的鼻子无法感觉到但有可能破坏重要艺术品的气体。
 
迎接认知系统时代
 
认知系统时代下的计算机将具备一套更加智能的系统,该系统一直处于不断学习和提高的状态。但是,想要学习,首先要拥有“感知”能力。因此,模仿人类感知是认知型计算系统的要素之一,它使得计算机可以以自己的方式拥有触觉、视觉、听觉、味觉和嗅觉功能。这些计算机将帮助人类在环境、经济、社会等相关事件中进行决策。
 
在认知系统时代,拥有人类五感的计算机将不再局限于演绎推理,或者从更普遍的数据中得出结论,而是模拟人类使用基于特定的、有情景的归纳推理能力,同时也具备学习的能力。我们将从那些能够理解人类体验,并且采取措施的计算机中获益,从而改善我们生活、工作和娱乐的方式。
 
当然,科学家们并不期望计算机完全替代人的功能。IBM认为,认知型计算机的真正成功在于它提供的创新能够为人们带来更好的生活质量,而且为我们应对最严峻的挑战提供关键的信息,使我们能够提出创新的解决之道。认知型计算机的诞生,是为了令人类和计算机在认知系统时代强强联合,完成更优秀的工作。(作者系IBM中国研究院院长)
 
《中国科学报》 (2013-02-20 第2版 技术经济周刊)
 
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